中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在高比例新能源消納中，虛擬電廠將展現(xiàn)出愈來愈大的潛力。國家發(fā)改委、國家能源局近日聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加快推進(jìn)虛擬電廠發(fā)展的指導(dǎo)意見》（以下簡稱《意見》）提出，到2027年全國虛擬電廠調(diào)節(jié)能力達(dá)到2000萬千瓦以上，2030年進(jìn)一步提升至5000萬千瓦以上。這一政策通過推動(dòng)虛擬電廠的規(guī)模化、市場(chǎng)化發(fā)展，將有效緩解新能源消納壓力。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，目前虛擬電廠盈利仍依賴政策補(bǔ)貼，需求響應(yīng)頻次和收益有限。未來需進(jìn)一步細(xì)化規(guī)則、完善標(biāo)準(zhǔn)，并推動(dòng)民營企業(yè)與電網(wǎng)協(xié)同合作，最終實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)靈活性與經(jīng)濟(jì)性的雙重提升。
■■新能源消納壓力凸顯
在“雙碳”目標(biāo)背景下，風(fēng)、光等新能源已成為我國新增裝機(jī)主體，發(fā)電量占比逐年增長，新能源消納壓力日益凸顯。
“一是源荷時(shí)空匹配失衡，午間光伏大發(fā)期與負(fù)荷低谷時(shí)段疊加，新能源消納空間嚴(yán)重不足，晚峰負(fù)荷爬升期卻面臨新能源出力陡降，系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力劇增。”國網(wǎng)寧夏電力營銷部市場(chǎng)處處長徐文濤對(duì)《中國能源報(bào)》記者分析，二是調(diào)節(jié)資源結(jié)構(gòu)性短缺，傳統(tǒng)火電調(diào)峰能力與新能源波動(dòng)特性不匹配，抽水蓄能等靈活性資源布局滯后于新能源發(fā)展速度。三是市場(chǎng)機(jī)制適配性不足，現(xiàn)有中長期交易難以適應(yīng)新能源波動(dòng)特性，現(xiàn)貨市場(chǎng)分時(shí)價(jià)格信號(hào)未能穿透至負(fù)荷側(cè)，虛擬電廠等新型主體的調(diào)節(jié)價(jià)值難以通過市場(chǎng)化路徑充分兌現(xiàn)。
《意見》提出“健全完善中長期市場(chǎng)價(jià)格形成機(jī)制，適當(dāng)拉大現(xiàn)貨市場(chǎng)限價(jià)區(qū)間”，為虛擬電廠促進(jìn)新能源消納交易運(yùn)營模式提供政策依據(jù)。徐文濤認(rèn)為，通過建立多時(shí)間尺度資源分層聚合模型，整合工業(yè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷、分布式儲(chǔ)能及柔性用電設(shè)備，形成與新能源波動(dòng)特性相匹配的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)資源池。建立新能源出力曲線分解交易機(jī)制，引導(dǎo)虛擬電廠主動(dòng)跟蹤新能源波動(dòng)曲線，實(shí)現(xiàn)“源荷互動(dòng)”。同時(shí)，依托特高壓外送通道研究建立調(diào)節(jié)能力跨省交易機(jī)制，將本地靈活性資源轉(zhuǎn)化為可跨區(qū)傳輸?shù)恼{(diào)節(jié)容量商品，同步構(gòu)建基于區(qū)塊鏈技術(shù)的調(diào)節(jié)貢獻(xiàn)認(rèn)證體系，助力在全國更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置和能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。
■■增強(qiáng)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，虛擬電廠通過聚合分布式光伏、儲(chǔ)能、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等分散資源，形成靈活調(diào)節(jié)能力，實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”。例如，山西、廣東、寧夏等地的虛擬電廠已通過參與現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)，有效緩解了電網(wǎng)峰谷矛盾。
記者采訪獲悉，虛擬電廠通過多維度技術(shù)協(xié)同可顯著提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。首先，虛擬電廠能夠整合分布式能源，包括太陽能光伏、風(fēng)能以及儲(chǔ)能系統(tǒng)等，運(yùn)用先進(jìn)的調(diào)度和管理技術(shù)，對(duì)這些能源的電力輸出進(jìn)行優(yōu)化，以此平衡新能源的波動(dòng)性與間歇性，提升其穩(wěn)定性和可靠性。其次，虛擬電廠可通過實(shí)施需求響應(yīng)計(jì)劃，在新能源出力高峰時(shí)段，引導(dǎo)用戶側(cè)儲(chǔ)能充電、柔性負(fù)荷提產(chǎn)以消納過剩綠電；在電網(wǎng)負(fù)荷尖峰時(shí)段，通過可中斷負(fù)荷管理精準(zhǔn)削減非必要用電。這種與新能源特性深度耦合的調(diào)節(jié)邏輯，既減少棄風(fēng)棄光，又降低對(duì)傳統(tǒng)調(diào)峰資源的依賴。再者，虛擬電廠通過聚合分布式儲(chǔ)能資源形成“虛擬儲(chǔ)能池”，在新能源大發(fā)時(shí)存儲(chǔ)電能，在供應(yīng)緊張時(shí)快速釋放。同時(shí)，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)的毫秒級(jí)響應(yīng)特性，提供電網(wǎng)調(diào)頻服務(wù)，全面提升電網(wǎng)動(dòng)態(tài)平衡能力。
此外，業(yè)內(nèi)廣泛討論的另一個(gè)重要方面是，虛擬電廠可作為新型主體參與電力市場(chǎng)交易?；陔妰r(jià)信號(hào)，虛擬電廠可動(dòng)態(tài)優(yōu)化資源調(diào)度策略，在追求經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，通過價(jià)格杠桿激發(fā)供需兩側(cè)的彈性互動(dòng)。“這種市場(chǎng)化的協(xié)同模式，不僅激發(fā)多元主體參與調(diào)節(jié)的積極性，更推動(dòng)電力系統(tǒng)從‘源隨荷動(dòng)’向‘源荷互動(dòng)’轉(zhuǎn)型，構(gòu)建起‘經(jīng)濟(jì)性、安全性、低碳性’協(xié)同發(fā)展的新型電力生態(tài)體系?！毙煳臐硎?。
■■技術(shù)賦能虛擬電廠規(guī)?；ㄔO(shè)
特別值得一提的是，《意見》提出，要推動(dòng)虛擬電廠技術(shù)創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系建設(shè)。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，通過提升虛擬電廠預(yù)測(cè)、調(diào)控和交易能力，可增強(qiáng)虛擬電廠資源聚合、調(diào)節(jié)能力。例如，人工智能算法和5G通信技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)秒級(jí)響應(yīng)調(diào)度指令，增強(qiáng)系統(tǒng)敏捷性。
“虛擬電廠屬于電力物聯(lián)網(wǎng)的前沿技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。它借助先進(jìn)的信息通信技術(shù)以及軟硬件系統(tǒng)，能把風(fēng)光發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車等分布式能源資源聚合起來，進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化?！比A南理工大學(xué)電力經(jīng)濟(jì)與電力市場(chǎng)研究所所長陳皓勇接受《中國能源報(bào)》記者采訪時(shí)表示，虛擬電廠很特殊，既有發(fā)電“源”的屬性，又有用電“荷”的屬性。它能參與電力市場(chǎng)交易，也能參與電網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)“能量流”“信息流”“價(jià)值流”的“分離—匯聚”。
陳皓勇進(jìn)一步解釋，虛擬電廠具有“能量—信息—價(jià)值”三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。能量網(wǎng)絡(luò)是虛擬電廠的基礎(chǔ)，虛擬電廠存在的本質(zhì)意義是通過改變靈活性資源的控制方式，達(dá)到促進(jìn)新能源消納、優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行、消除電網(wǎng)阻塞、延緩發(fā)輸電投資的目的。在能量網(wǎng)絡(luò)層面，通過聚合大量靈活性資源，優(yōu)化其能量輸入、輸出，一方面，可以促進(jìn)新能源發(fā)電直接供應(yīng)本地負(fù)荷，使新能源就地消納；另一方面，也可以控制靈活性資源參與電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻、削峰填谷。在能量網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，虛擬電廠又衍生出涵蓋狀態(tài)監(jiān)測(cè)、信息交互、優(yōu)化調(diào)度、互動(dòng)控制等多方面的信息網(wǎng)絡(luò)。
“虛擬電廠運(yùn)行的關(guān)鍵在于信息感知與通信，即通過多層級(jí)聚合與協(xié)同控制技術(shù)，使得分散且性質(zhì)各異的靈活性資源對(duì)外展現(xiàn)出整體可觀可控的特性，虛擬電廠對(duì)外的靈活性、適應(yīng)性與魯棒性都需要強(qiáng)大的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐?！标愷┯抡f，虛擬電廠作為“源、荷、儲(chǔ)”聚合并接入“網(wǎng)”的產(chǎn)物，在市場(chǎng)中常常扮演產(chǎn)消者這一角色。虛擬電廠與聚合商的出現(xiàn)，為電力市場(chǎng)注入新的活力，不僅拓展了交易模式的多樣性，也重塑了價(jià)值流動(dòng)路徑。一方面，靈活性資源所有者和聚合商需要通過參與電網(wǎng)互動(dòng)調(diào)節(jié)以獲取利潤；另一方面，聚合商也要為其所聚合的靈活性資源支付費(fèi)用。價(jià)值網(wǎng)絡(luò)是虛擬電廠價(jià)值實(shí)現(xiàn)、靈活性資源調(diào)節(jié)潛力挖掘的載體。
在業(yè)內(nèi)看來，虛擬電廠借助AI大模型，能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)新能源出力，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，提升新能源消納能力，在電力市場(chǎng)交易中，依據(jù)新能源出力的預(yù)測(cè)結(jié)果，制定合理交易策略，讓新能源電力得到更高效的利用。
